一氧化碳中毒（煤气中毒）【病因】
一氧化碳（Carbonmonoxide，CO）为无色、无臭、无刺激性的气体。分子量28.01，体积质量（密度）0.967g／cm3，在水中的溶解度甚低，空气混合爆炸极限为12.5%～74%。凡含碳的物质燃烧不完全时，都可产生一氧化碳，因此一氧化碳的来源广泛。如家庭用煤炉、燃气热水器和汽车发动机废气为一氧化碳常见的来源。工业生产中接触一氧化碳的作业则不下70余种，如冶金工业中炼焦、炼铁、锻冶、铸造和热处理的生产；化学工业中合成氨、丙酮、光气、甲醇的生产；矿井放炮、煤矿瓦斯爆炸事故；碳素石墨电极制造；内燃机试车；以及生产金属羰化物如羰基镍[Ni（CO）4]、羰基铁[Fe（CO）3]等过程，或生产使用含一氧化碳的可燃气体（如水煤气含一氧化碳达40%，高炉与发生炉煤气中含30%，煤气含5%～15%）。炸药或火药爆炸后的气体含一氧化碳约30%～60%。使用柴油、汽油的内燃机废气中也含一氧化碳约1%～8%。
上述工业生产过程中都可能有接触一氧化碳的机会，但职业性急性一氧化碳中毒多发生于一氧化碳泄漏同时通风不良的情况下。由于一氧化碳无色无臭，泄露后不易及时发觉，急性一氧化碳中毒迄今是我国发病和死亡人数最多的急性职业中毒。一氧化碳也是许多国家包括我国北方在内的意外生活性中毒中致死人数最多的毒物。
【毒代动力学】
一氧化碳通过呼吸道吸收后，迅速弥散穿透肺泡、毛细血管或胎盘壁，其中80%～90%与血红蛋白进行可逆性结合，形成碳氧血红蛋白（COHb）。空气中一氧化碳的分压越高，血液中碳氧血红蛋白饱和度的百分比愈大，到达饱和度的时间也愈短。如空气中一氧化碳浓度为115mg/m3时，接触1小时后血中碳氧血红蛋白为3.6%，8小时则达12.9%；35mg／m3下接触1小时，血中碳氧血红蛋白饱和度为1.3%，8小时可达到4%。空气中含有一氧化碳如达10%，则60%的血红蛋白将于1分钟内转变为碳氧血红蛋白。活动时，肺通气量增大，形成的碳氧血红蛋白量增多，可比静止时高3倍。吸收后的一氧化碳绝大部分以不变的形式由肺排出。进入血中的一氧化碳除与血红蛋白结合外，还有10%～15%与含铁的蛋白如肌球蛋白等结合，而被氧化为二氧化碳的不足1%。一氧化碳还可弥散通过胎盘进入胎儿体内。停止接触一氧化碳后，在正常大气压下（氧分压为O．21绝对大气压），一氧化碳的半排出期为128～409分钟，平均为320分钟。但吸人高浓度的一氧化碳要7～10天方能完全排尽。提高吸入气体的氧分压，可缩短一氧化碳的半排出期。如吸入1个大气压的纯氧，平均半排出期为80分钟，而吸入3个大气压的纯氧时，一氧化碳半排出期将缩短为23.5分钟。体内一氧化碳半排出期与碳氧血红蛋白饱和度、接触一氧化碳的时间和吸入的浓度无关。一氧化碳与血红蛋白结合导致的组织缺氧，早于1895年即被ClaudeBernard认定是一氧化碳的急性中毒机制。此后研究证实，一氧化碳与血红蛋白的亲和力比氧与血红蛋白的亲和力大250～300倍，一氧化碳与血红蛋白一旦形成碳氧血红蛋白后，其解离又比氧合血红蛋白（HbO2）的解离慢3600倍，且碳氧血红蛋白的存在还影响氧合血红蛋白（Hb02）的解离，阻碍氧的释放和传递。
【发病机制】
既往普遍认为一氧化碳使血红蛋白的携氧能力降低，导致低氧血症，继发组织缺氧，是急性一氧化碳中毒的发病机制。
但近年的研究发现，许多急性一氧化碳中毒患者血中碳氧血红蛋白降至正常时仍可
昏迷，而给狗输入含碳氧血红蛋白达80%的血液，使狗的碳氧血红蛋白于输血后升高至57%～64%却未显示毒性，说明血中碳氧血红蛋白水平与一氧化碳中毒的临床表现并不平行。进一步的研究证实，一氧化碳可直接引起细胞缺氧，并且在中毒机制中发挥重要作用。一氧化碳能与血液外的若干含铁蛋白质如肌球蛋白、细胞色素P450、氧化酶、催化酶、鸟苷酸环化酶、一氧化氮合酶等发生可逆性结合。其与细胞色素氧化酶结合后的离解缓慢，影响氧从毛细血管弥散到细胞内的线粒体，损害线粒体功能。特别是，一氧化碳因与线粒体中细胞色素a3结合，阻断电子传递链，延缓还原型烟酰胺嘌呤二核苷酸（NADH）的氧化，可抑制细胞呼吸。因此，线粒体在一氧化碳中毒后的头几个小时内就可成为氧自由基的来源。同时，一氧化碳可使血小板释放NO・自由基增高数百倍，由NO・衍生的氧化剂过亚硝酸盐因与硫及含血色素的蛋白有高度的亲和力，可抑制线粒体酶，阻碍电子传递。实验研究还发现，一氧化碳可使人及动物的粒细胞附着于脑微血管壁内皮，释放粒细胞蛋白酶，使黄嘌呤脱氢酶转化为黄嘌呤氧化酶，后者可生成氧自由基，引起脑中脂质过氧化，继发海马和苍白球的细胞变性；而高压氧有抑制粒细胞膜附着受体B2integrins的作用，可阻遏粒细胞与脑微血管内皮的附着，防止一氧化碳介导的脂质过氧化脑损害。还有人观察到兴奋性氨基酸受体阻滞剂可减轻一氧化碳所致小鼠海马神经细胞的变性，提示兴奋性氨基酸也可能参与一氧化碳的神经毒作用机制。
中枢神经系统对代谢的需求最高，因而对缺氧最为敏感。一氧化碳中毒后，由于血液携氧和脑组织利用氧的障碍，细胞膜钠泵及钙泵的能量供应衰竭，细胞内钠离子聚积、钙离子超载，加之兴奋性氨基酸释放，自由氧基生成，破坏血-脑屏障，产生细胞毒性脑
水肿和血管源性脑水肿，最后引起颅内压增高、脑血循环障碍和脑功能衰竭等急性中毒性脑病的严重后果。
脑中含铁多的区域如苍白球、黑质网状带中局部细胞色素氧化酶可明显地受到一氧化碳的抑制；缺氧和脑水肿继发的脑血循环障碍，又可使解剖上血管吻合支较少的部位如苍白球内侧部发生缺血性软化，故一氧化碳中毒时可引起帕金森综合征。如继发大脑后动脉分支供血不足，则可引起皮质性失明。发生大脑皮质下白质广泛的脱髓鞘时，可产生精神症状。部分急性一氧化碳中毒患者的这些精神神经症状，在急性期昏迷苏醒后经历2～30天（假愈期）后方出现，称为"急性一氧化碳中毒迟发脑病"，但迟发脑病的发病机制迄今尚未阐明。
一氧化碳是否存在慢性毒性迄今尚在争论中。一般认为一氧化碳为非蓄积性毒物，在脱离接触后，碳氧血红蛋白即逐渐解离，一氧化碳的作用也就随之消失。如吸烟后碳氧血红蛋白可达5%～15%，并无症状；猴吸入浓度为53mg／m3的一氧化碳，每天22小时，每周7天，共2年，碳氧血红蛋白达到6%～8%，亦未见红细胞增多或心、脑病变。因此，认为不存在一氧化碳的慢性毒性，所谓慢性一氧化碳中毒，实际上是多次轻度急性中毒的后果。但近年来，动物实验和对人的观察，均发现一氧化碳长期作用对心血管有一定的损害，如心肌病变、心脏肥大，心脏乳酸脱氢酶同工酶活性增高，血管壁的胆固醇沉积量增多等，这可能与一氧化碳作用于细胞色素系统，破坏线粒体功能，影响脂肪酸代谢有关。因此，认为一氧化碳长期作用对心血管的损害是值得重视的。Thomsen通过实验发现接触低浓度一氧化碳且血中碳氧血红蛋白在12%以下时，碳氧肌红蛋白（COMb）与碳氧血红蛋白（COHb）之比为3∶1，当动脉氧分压降低到5．3kPa（40mmHg）以下时，这比例可达7∶1，说明肌红蛋白是肌细胞的贮氧处。因此，当PO2／PC02比例下降时，心肌就比其他任何器官先达到临界点而受到损害。
【病理】
急性一氧化碳中毒数小时内死亡者，血液、皮肤、肌肉及内脏可呈樱桃红色。各脏器明显充血，出现点状或大片出血，心肌可见缺血性损害。存活超过48小时至1周以内死亡者，脑明显充血水肿，苍白球常出现软化灶，两侧可不对称，以苍白球内侧部的前上方最为常见，小者犹如一道裂隙，大者可延及内囊、苍白球外侧部和壳核。大脑皮质可见分层坏死，多累及第二层细胞，或表现为血管周围的局部缺血性坏死。海马、黑质网状带以及小脑皮质亦可有类似病变。镜下见大脑皮质和海马h1段（Somer段）神经细胞以及小脑浦肯野细胞多数呈缺血性变性，细胞皱缩深染，胞浆尼氏小体消失，核固缩，核内微细结构消失。星形胶质细胞显著肿胀，血管周围出现环状出血或缺血性软化。软化灶中心神经细胞及胶质细胞坏死，毛细血管内皮细胞肿胀，管壁破坏，并出现吞噬类脂或含铁血黄素的吞噬细胞（格子细胞），软化灶周围胶质增生。存活时间较久者，脑重量减少，额叶及枕叶皮质呈颗粒状萎缩。镜下见皮质局部神经细胞不规则的脱失或减少，并常伴有胶质增生。
大脑白质的变化常较突出，且其变化的程度与灰质损害不一定平行。常见的白质变化有下列三种型式：①血管周围的髓鞘纤维脱失。常分布于半卵圆中心、胼胝体前部、内囊和外囊。白质中髓鞘和轴索破坏处，可见纤维型星形细胞及吞噬细胞的增生。此型多见于持续昏迷不足l周的死亡者；②广泛弥漫的髓鞘纤维受损。半卵圆中心大片白质坏死，髓鞘纤维的髓鞘和轴索的破坏以脑室系统周围病变较著，可延及额叶、颞叶或枕极，加以胼胝体白质受累，在脑的冠状切面上常形成蝴蝶状的脱髓鞘分布。此时，皮质下U纤维及狭窄的室管膜下区常免于受累。本型多见于昏迷持续较长时间（9～140天）后死亡者。③融合或不融合的脱髓鞘斑片。多分布于大脑后部深处的皮质下的白质联合中，而皮质下U纤维、内囊、外囊、和视神经常不受损。镜下见斑片为海绵状结构，髓鞘脱失的纤维中轴索相对保持完好，斑片中心可见吞噬类脂质的细胞，伴星形胶质细胞增生。此型常见于急性一氧化碳中毒经历假愈期后出现迟发性脑病者。实际上，白质的损害与临床症状的发展不一定呈平行关系，迟发脑病者亦可无白质病变而仅有苍白球坏死的灰质损害。此外，三型间的过渡类型亦不少见。
急性一氧化碳中毒后，周围神经亦可见到脱髓鞘的病变。孕妇患急性一氧化碳中毒后，胎儿脑部可见到缺氧所致发育畸形的病理改变。
【临床表现】
1.急性一氧化碳中毒急性一氧化碳中毒的发病与接触一氧化碳的浓度及时间有关。我国车间空气中一氧化碳的最高容许浓度为30mg／m3。有资料证明，吸入空气中一氧化碳浓度为240mg／m3共3小时，碳氧血红蛋白可超过10%；一氧化碳浓度达292.5mg／m3时，可使人产生严重的头痛、眩晕等症状，碳氧血红蛋白可增高至25%一氧化碳浓度达到1170mg／m3时，吸入超过60分钟可使人发生昏迷，碳氧血红蛋白约高至60%。一氧化碳浓度达到11700mg／m3时，数分钟内可使人致死，碳氧血红蛋白可增高至90%。
临床上以急性脑缺氧的症状与体征为主要表现。接触一氧化碳后如出现头痛、头昏、心悸、恶心等症状，于吸入新鲜空气后症状即可迅速消失者，属一般接触反应。
轻度急性一氧化碳中毒者可出现剧烈的头痛、头昏、心悸、眼花、四肢无力、恶心、呕吐、烦躁、步态不稳、轻度至中度意识障碍（如意识模糊、朦胧状态），但无昏迷。于离开中毒场所吸入新鲜空气或氧气数小时后，症状逐渐恢复。
中度急性一氧化碳中毒者除上述症状外，面色潮红，多汗、脉快、意识障碍表现为浅至中度昏迷。]及时移离中毒场所并经抢救后可渐恢复，一般无明显并发症或后遗症。
重度急性一氧化碳中毒时，意识障碍严重，呈深度昏迷或植物状态。常见瞳孔缩小，对光反射正常或迟钝，四肢肌张力增高，牙关紧闭，或有阵发性去皮质强直，腹壁反射及提睾反射一般消失，腱反射存在或迟钝，并可出现大小便失禁。脑水肿继续加重时，表现为持续性深度昏迷，连续去皮质强直发作，瞳孔对光反应及角膜反射迟钝，体温升高达39～40oC，脉快而弱，
血压下降，面色苍白或发绀，四肢发凉，出现陈-施呼吸。有的患者眼底检查见视网膜动脉不规则痉挛，静脉充盈，或见乳头水肿，提示颅内压增高并有脑疝形成的可能。但不少患者眼底检查阴性，甚至脑脊液检查压力正常，而病理解剖最后仍证实有严重的脑水肿。
重度中毒患者经过救治从昏迷中苏醒的过程中，常出现躁动，意识混浊，定向力丧失，或失去远、近记忆力。部分患者神志恢复后，可发现皮质功能障碍，如失用（apraxia）、失认（agnosia）、失写（agraphia）、失语（aphasia）、皮质性失明或一过性失聪等异常；还可出现以智能障碍为主的精神症状。此外，短暂的轻偏瘫、帕金森综合征、舞蹈症、
手足徐动症或癫痫大发作等均有人报道。经过积极抢救治疗，多数重度中毒患者仍可完全恢复。少数出现植物状态的患者，表现为意识丧失、睁眼不语、去皮质强直，预后不良。
除上述脑缺氧的表现外，有的患者出现皮肤自主神经营养障碍，表现为四肢或躯干部皮肤出现大、小水疱或类似烫伤的皮肤病变，或皮肤成片红肿类似丹毒样改变，经对症处理不难痊愈。前庭损害可表现为耳聋、耳鸣和眼球震颤，尚有2%～3%的患者出现单神经损害，最常受累的是股外侧皮神经、尺神经、正中神经、胫神经、腓神经等，可能与昏迷后局部受压有关。
重度中毒者还可出现其他脏器的缺氧性改变或并发症。部分患者心律不齐，出现严重的心肌损害或休克；合并肺水肿者肺中出现湿簦粑选Ｔ1／5的患者发现肝大，2周后常可缩小。因应激性胃溃疡可出现上消化道出血。偶有合并横纹肌溶解（rhabdomyolysis）及筋膜间隙综合征者，因出现肌红蛋白尿可继发急性肾功衰竭。
2.迟发脑病（delayedencephalopathy）部分急性一氧化碳中毒患者于昏迷苏醒后，意识恢复正常，但经2～30天的假愈期后，又出现脑病的神经精神症状，称为急性一氧化碳中毒迟发脑病。因表现出"双相"的临床过程，亦有人称之为"急性一氧化碳中毒神经系统后发症"。常见的临床表现有以下几种：
（1）精神症状
突然定向力丧失、表情淡漠、反应迟钝、记忆障碍、大小便失禁、生活不能自理，或出现幻视、错觉、语无伦次、行为失常，表现如急性痴呆木僵型精神病。
（2）脑局灶损害
①锥体外系神经损害：以帕金森综合征多见，患者四肢呈铅管状或齿轮样肌张力增高、动作缓慢、步行时双上肢失去随伴运动、或出现书写过小症与静止性震颤。少数患者可出现舞蹈症。
②锥体系神经损害：表现为一侧或两侧的轻偏瘫，上肢屈曲强直，腱反射亢进，踝阵挛阳性，引出一侧或两侧病理反射，也可能出现运动性失语或假性球麻痹。
③其他：皮质性失明、癫痫发作、顶叶综合征（失认、失用、失写或失算）亦曾有报道。
急性一氧化碳中毒迟发脑病的发生率的报道中差异很大，为0.2%～47.3%。作者等随访207例经高压氧治疗的急性一氧化碳中毒住院患者，发现迟发脑病的发生率为13.04%。经多因素Logistic回归分析，发现年龄大、昏迷持续2～3天、清醒后头晕与乏力持续时间较长、既往有高血压病、职业以从脑力劳动为主及急性一氧化碳中毒恢复期有精神刺激为这组患者发生迟发脑病的危险因素。但目前仍不能预测迟发脑病的发生，其发病机制也有待研究和阐明。
3.低浓度一氧化碳对人体的影响长期接触低浓度一氧化碳是否可以造成慢性中毒，至今尚有争论。近年来的资料认为，长期接触低浓度一氧化碳可能对人体神经系统功能造成影响：出现头晕、头痛、耳鸣、乏力、睡眠障碍、记忆力减退等脑衰弱综合的症状比较多见，神经行为学测试可发现异常，多脱离一氧化碳接触后即可恢复。上述症状持久存在者，往往有多次轻度急性一氧化碳中毒的历史。低浓度一氧化碳的长期作用下，心血管系统也有可能受到不利影响。
【实验室检查】
1.血中碳氧血红蛋白测定正常人血液中碳氧血红蛋白含量可达5%～10%，其中有少量来自内源性一氧化碳，约为O.4%～O.7%。轻度一氧化碳中毒者血中碳氧血红蛋白可高于10%，中度中毒者可高于30%，严重中毒时，可高于50%。但血中碳氧血红蛋白测定必须及时，脱离一氧化碳接触8小时后碳氧血红蛋白即可降至正常，且与临床症状间可不呈平行关系。
2.脑电图据报道54%～97%的急性一氧化碳中毒患者可以发现异常脑电图，表现为低波幅慢波增多。一般以额部及颞部的θ波及δ波多见，常与临床上的意识障碍有关。有些昏迷患者还可出现特殊的三相波，类似肝昏迷时的波型?quot;假性阵发性棘慢波"，或表现为慢的棘波和慢波，但与阵发性癫痫样放电不同。部分急性一氧化碳中毒患者后期出现智能障碍，脑电图的异常可长期存在。
3.大脑诱发电位检查一氧化碳中毒的急性期及迟发脑病者可见视觉诱发电位VEP100潜时延长，异常率分别为50%和68%，恢复期则可分别降至5%及22%。正中神经体感诱发电位（SEP）检查见N32等中长潜时成分选择性受损，两类患者的异常率皆超过70%，并随意识好转而恢复。脑干听觉诱发电位（BAEP）的异常与意识障碍的程度密切相关，与中毒病情的结局相平行。三种大脑诱发电位如能同时采用，常可提高异常的检出率。在迟发脑病?quot;假愈期"中对患者进行动态观察，如发现大脑诱发电位再次出现异常，虽无症状亦常预示有发生迟发脑病的可能。对急性一氧化碳中毒患者恢复意识后进行事件相关电位（P300）研究，发现1／3以上患者（P300）潜时明显延长，且与神经行为学测试中反映大脑认知、记忆和运动反应速度的指标异常有显著的相关性。
4.脑影像学检查随着脑影像技术的开展与提高，近10年已有许多有关CT及MRI检查本病的报道。我国曾报道对100例一氧化碳中毒患者于急性期和出现迟发脑病时进行颅脑CT检查，见主要异常为双侧大脑皮质下白质及苍白球或内囊出现大致对称的密度减低区，后期可见脑室扩大或脑沟增宽，异常率分别为41.2%和87.5%。脑CT无异常者预后较好，有CT异常者其昏迷时间大都超过48小时。但迟发脑病早期并无CT改变，上述CT异常一般在迟发脑病症状出现2周后方可查见，故不如脑诱发电位及脑电图敏感。急性期CT已显示大脑皮质持下白质异常的患者，其恢复远较迟发脑病有白质异常者为差，提示两类患者的白质病理改变不同，前者可能兼有髓鞘及轴索的损伤，后者可能多仅为髓鞘的脱失。MRI在显示一氧化碳中毒脑部病变方面优于CT，二者皆有利于与脑部其他疾病的鉴别诊断。
5.血、尿、脑脊液常规化验周围血红细胞总数、白细胞总数及中性粒细胞增高，重度中毒时白细胞高于18×109／L者预后严重。
1／5的患者可出现尿糖，40%的患者
尿蛋白者阳性。脑脊液压力及常规多数正常。
6.血液生化检查血清ALT活性及非蛋白氮一过性升高。乳酸盐及乳酸脱氢酶活性于急性中毒后即增高。血清AST活性于早期亦开始增高，24小时升至最高值，如超过正常值3倍时，常提示病情严重或有合并症存在。合并横纹肌溶解症时，血中肌酸磷酸激酶（CPK）活性明显增高。血气检查可见血氧分压降低，血氧饱和度可正常，血pH降低或正常，血中二氧化碳分压常有代偿性下降。血钾可降低。
7.心电图部分患者可出现ST-T改变，亦可见到室性期前收缩、传导阻滞或一过性窦性心动过速。
【预后】
重度中毒出现植物状态，合并肺水肿、酸中毒、氮质血症、严重心肌损害或继发感染，均影响预后。出现脑CT异常及迟发脑病者，一般恢复缓慢。但迟发脑病经对症治疗后多数于2年内可获明显进步或完全恢复。少数患者恢复不全可遗留器质性神经损害。
【诊断与鉴别诊断】
根据现场接触一氧化碳的情况和急性一氧化碳中毒的临床表现，或同一现场有其他人出现类似症状，一般不难作出急性一氧化碳中毒的诊断。若以突然昏迷为其发病的形式，在接触史不明确时，须与可以引起昏迷的其他疾病如脑血管意外、安眠药中毒、糖尿病昏迷等鉴别。对脱离一氧化碳接触不足8小时者，血中碳氧血红蛋白测定可作为接触指标停止接触一氧化碳超过8小时，血中碳氧血红蛋白多已降至正常，与临床表现可不一致，故无助于诊断。当碳氧血红蛋白水平超过30%时，面、唇可呈樱桃红色，但这一体征仅见于20%的患者。CT或MRI有助于和中枢神经其他疾病进行鉴别诊断。
【治疗】
对急性一氧化碳中毒患者，应立即移至空气新鲜处，松开衣领，保持呼吸道通畅，并注意保暖，密切观察意识状态，迅速给予治疗。
【预防】
冬季取暖季节，应宣传普及预防知识，防止生活性一氧化碳中毒事故的发生。在生产场所中，应加自然通风，防止输送管道和阀门漏气，有条件时，可用一氧化碳自动报警器。矿井放炮后，应严格遵守操作规程，必须通风20分钟后方可进入工作。进入一氧化碳浓度较高的环境内，须戴供氧式防毒面具进行操作。对急性一氧化碳中毒治愈的患者，出院时应提醒家属继续注意观察患者2个月，如出现迟发脑病有关症状，应及时复查和处理。
